Question

【題目】中國女排在2016年奧運會上奪得冠軍．圖示為排球場地示意圖，排球場長18.0m，寬9.0m．某運動員跳起將球垂直網(wǎng)面水平拍出，扣球點離地面的高度為2.45m，離球場中線的水平距離為1.0m，排球直接落到距端線3.0m處的屆內(nèi)．排球的質(zhì)量為260g，可視為質(zhì)點，空氣阻力不計，取地面為零勢能面，重力加速度g=10m/s2 ， 求：

（1）扣球時，排球水平飛出的速度大小v0；
（2）排球落地前瞬間的機械能E
（3）排球落地前瞬間重力的功率P．

Answer 1

【答案】
（1）

由題意知排球運動的水平位移為：x=9.0m+1.0m﹣3.0m=7.0m，

水平方向有：x=v0t

豎直方向上有：h=

代入數(shù)據(jù)解得：v0=10m/s

答：扣球時，排球水平飛出的速度大小是10m/s；

（2）

排球運動過程中機械能守恒，則：E=mgh+ 代入數(shù)據(jù)解得：E=19.37J

答：排球落地前瞬間的機械能是19.37J；

（3）

排球落地的豎直方向的瞬時速度：vy=gt排球落地前瞬間重力的功率為：P=mgvy

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立得：P=18.2W

答：排球落地前瞬間重力的功率P是18.2W．

【解析】（1）由幾何關(guān)系求出排球在水平方向的位移，然后結(jié)合平拋運動的公式即可求出初速度；（2）排球落地時的機械能與開始時的機械能是相等的，由機械能守恒即可求出；（3）由速度公式求出排球落地時豎直方向的分速度，然后由瞬時功率的表達式即可求出．
【考點精析】通過靈活運用平拋運動，掌握特點:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用，是加速度為重力加速度g的勻變速曲線運動；運動規(guī)律:平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動即可以解答此題．